DE2416534B2

DE2416534B2 - TRANSISTOR CIRCUIT FOR REVERSING THE DIRECTION OF CURRENT IN A CONSUMER

Info

Publication number: DE2416534B2
Application number: DE19742416534
Authority: DE
Inventors: Tokio Tokio Furuhashi
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1973-04-07
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1977-08-11
Also published as: US3927333A; JPS49128669A; IT1007795B; FR2224932A1; DE2416534C3; FR2224932B1; DE2416534A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Transistorschaltung zum Umkehren der Stromrichtung in einem Verbraucher, die aufweist einen ersten NPN-Transistor und einen ersten PNP-Transistor, die basisseitig miteinander verbunden und kollektorseitig an je eine Klemme einer Spannungsquelle angekoppelt sind, sowie einen zweiten NPN-Transistor und einen zweiten PNP-Transistor, die ebenfalls basisseitig miteinander verbunden und kollektorseitig an je eine Klemme der Spannungsquelle angekoppelt sind, wobei der Emitter des ersten NPN-Transistors mit dem des zweiten PNP-Transistors sowie der Emitter des zweiten NPN-Transistors mit dem des ersten PNP-Transistors über eine erste Impedanz verbunden ist und die miteinander verbundenen Basen der Transistoren an die eine und andere Seite eines Steuersignaleingangs angeschlossen sind.The invention relates to a transistor circuit for reversing the current direction in a consumer, the has a first NPN transistor and a first PNP transistor, which are connected to one another on the base side and are coupled on the collector side to one terminal each of a voltage source, as well as a second NPN transistor and a second PNP transistor, which are also connected to one another on the base side and on the collector side are coupled to one terminal each of the voltage source, the emitter of the first NPN transistor with that of the second PNP transistor and the emitter of the second NPN transistor with that of the first PNP transistor via a first Impedance is connected and the interconnected bases of the transistors to one side and the other of a control signal input are connected.

Eine Transistorschaltung dieser Art, die auch als komplementiirsymmetrische Verstärkerschaltung bezeichnet werden kann, ist aus der US-PS 30 54 067 bekannt und hat die Eigenschaft, sowohl als Stromquelle wie auch als Stromsenke zu dienen und Ausgangssignale entgegengesetzter Polarität liefern zu können.A transistor circuit of this type, which is also referred to as a complementary balanced amplifier circuit can be, is known from US-PS 30 54 067 and has the property of both as a power source as well as to serve as a current sink and to be able to deliver output signals of opposite polarity.

Bei der Verwendung einer derartigen Schaltung zum Steuern einer logischen Schaltung treten Probleme bei der Anpassung des Ausgangspegels an den Eingangspegel der logischen Schaltung auf. Diese Anpassung ist insbesondere bei integrierten Halbleiterschaltungen ein besonderer Aufwand erforderlich, der zu zusätzlichen Kosten führt.Problems arise when using such a circuit for controlling a logic circuit the adaptation of the output level to the input level of the logic circuit. This adjustment is Particularly in the case of integrated semiconductor circuits, a special effort is required that leads to additional Costs leads.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs genannten Art, die sowohl als Stromquelle als auch als Stromsenke wirken kann, zu schaffen, die sich besonders zur Ankopplung an eine logische Schaltung eignet.The object of the invention is to provide a circuit of the type mentioned above, which can be used both as a current source can also act as a current sink, creating which is particularly useful for coupling to a logic circuit suitable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kollektor des zweiten NPN-Transistors an die zugehörige Klemme der Spannungsquelle über eine zweite Impedanz angekoppelt und außerdem mit der Basis eines dritten PNP-Transistors verbunden ist, dessen Emitter an dieser Klemme der Spannungsquelle liegt, daß der Kollektor des zweiten PNP-Transistors an die zugehörige Klemme der Spannungsquelle über eine dritte Impedanz angekoppelt und außerdem mit der Basis eines dritten NPN-Transistors verbunden ist, dessen Emitter an der zugehörigen Klemme der Spannungsquelle liegt, und daß die Kollektoren des dritten PNP-Transistors und des dritten NPN-Transistors miteinander und mit einer Ausgangsklemme für den Verbraucher verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine dazu symmetrische Schaltung auch an die Kollektoren des ersten NPN-Transistors und ersten PNP-Transistors angeschlossen werden.This object is achieved in that the collector of the second NPN transistor to the associated terminal of the voltage source coupled via a second impedance and also to the Base of a third PNP transistor is connected, the emitter of which is connected to this terminal of the voltage source is that the collector of the second PNP transistor the associated terminal of the voltage source is coupled via a third impedance and also to the Base of a third NPN transistor is connected, the emitter of which is connected to the associated terminal of the Voltage source is, and that the collectors of the third PNP transistor and the third NPN transistor are connected to each other and to an output terminal for the consumer. According to a In a preferred embodiment of the invention, a symmetrical circuit can also be applied to the collectors of the first NPN transistor and the first PNP transistor can be connected.

Es wurde gefunden, daß eine derartige Schaltung besonders gut zum Steuern einer logischen Schaltung angepaßt ist und, insbesondere weil beim Übergang von einem in den anderen Zustand kein unerwünscht großer Strom fließen kann.It has been found that such a circuit is particularly good for controlling a logic circuit is adapted and, in particular, because no undesirably large when changing from one state to the other Electricity can flow.

Diese Schaltung arbeitet in der folgenden Weise: Wenn eine geeignete Vorspannung von der Spannungsquelle an den Kollektoren der Transistoren liegt und Eingangssignale entgegengesetzter Polarität den gemeinsamen Basisverbindungen zugeführt werden, dann sind je nach dem zugeführten Eingangssignal zwei Transistoren, beispielsweise der erste NPN-Transistor und der zweite PNP-Transistor leitend, und es wird ein Stromweg über diese Transistoren und das zwischen deren Emittern geschaltete !mpedanzelement gebildet. Wenn das Eingangssignal wechselt, werden der zweite NPN-Transistor und der erste PNP-Transistor angeschaltet, während der erste NPN-Transistor und der zweite PNP-Transistor gesperrt werden. Als Ergebnis davon wird ein anderer Stromweg durch den zweiten NPN-Transistor, den ersten PNP-Transistor und das zwischen deren Emitter geschaltete Impedanzelement gebildet. Auf diese Weise ermöglicht es die elektronische Schaltung, daß Ausgangssignale von den einzelnen Kollektoren erhalten werden, die gegeneinander invertierte Polaritäten besitzen. Daneben macht es die elektronische Schaltung möglich, daß ihr Ausgang als Stromabgeber und Stromaufnehmer wirken und mit einer logischen Schaltung verbunden werden kann.This circuit works in the following way: When there is an appropriate bias from the voltage source across the collectors of the transistors and Input signals of opposite polarity are fed to the common base links, then are two transistors, for example the first NPN transistor, depending on the input signal supplied and the second PNP transistor is conductive, and there is a current path through these transistors and the between whose emitters switched! impedance element formed. When the input signal changes, the second will be NPN transistor and the first PNP transistor turned on, while the first NPN transistor and the second PNP transistor are blocked. As a result, another current path becomes through the second NPN transistor, the first PNP transistor and the impedance element connected between their emitter educated. In this way, the electronic circuit enables output signals from the individual Collectors are obtained which have mutually inverted polarities. Besides that, it does the electronic circuit possible that their output act as a current transmitter and current collector and with can be connected to a logic circuit.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbei-Further features and advantages of the invention emerge from the description of exemplary embodiments

spielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigtplay based on the figures. From the figures shows

Fig. I ein Schaltdiagramm einer gattungsgemäßen, bekannten Schaltung,Fig. I is a circuit diagram of a generic, known circuit,

Fig. 2 ein Schaltdiagramm einer anderen ebenfalls gai iungsgemäßen, aber nicht bekannten Schaltung,FIG. 2 is a circuit diagram of another circuit which is also suitable, but is not known,

Fig.3 ein Schaltdiagramm der erfindunpsgemäßen Schaltung,3 shows a circuit diagram of the inventive Circuit,

Fig.4 ein Schaltdiagramm einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltung.4 shows a circuit diagram of a development of the circuit according to the invention.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein NPN-Transistor 100 und ein PNP-Transistor 102 sind mit ihren Emittern mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt 104 verbunden, und ein NPN-Transistor 101 und ein PNP-Transistor 103 sind mit ihren Emittern mit einem gemeinsamen VerLiindungspunkt 105 verbunden. Die beiden Verbindungspunkte sind miteinander über eine Impedanz 106, wie etwa einem Widerstand, verbunden. Eine Eingangsklemme 107 ist mit den Basen der Transistoren 100 und 102 verbunden. In ähnlicher Weise ist die andere Eingangsklemme 108 mit den Basen der Transistoren 101 und 103 verbunden. Das Signal muß den Eingangsklemmen 107 und 108 mit entgegengesetzter Polarität zugeführt werden, oder es muß nur der Klemme 107 zugeführt werden, wobei die Klemme 108 auf einem Bezugspotential gehalten wird.Reference is first made to FIG. 1. An NPN transistor 100 and a PNP transistor 102 are connected with their emitters to a common connection point 104, and an NPN transistor 101 and a PNP transistor 103 have their emitters connected to a common connection point 105. The two connection points are connected to each other via an impedance 106, such as a resistor, tied together. An input terminal 107 is connected to the bases of transistors 100 and 102. In a similar way The other input terminal 108 is connected to the bases of the transistors 101 and 103. That Signal must be fed to input terminals 107 and 108 with opposite polarity, or it only has to be fed to terminal 107, terminal 108 being held at a reference potential.

Es wird angenommen, daß die Klemme 107 auf einem höheren Potential als die Klemme 108 liegt. Dann befinden sich die Basis-Emitter-Verbindungen von dem NPN-Transistor 100 und dem PNP-Transistor 103 in einem in Vorwärtsrichtung vorgespannten Zustand. Dementsprechend fließt ein Strom über das Impedanzelement 106 in Pfeilrichtung 111, 113, 112. In diesem Zustand sind der NPN-Transistor 101 und der PNP-Transistor 102 gesperrt, und daher sind deren ihre Kollektorenströme nahezu Null. Davon ausgehend nimmt der Strom 111, 113, 112 so ab wie die Potentialdifferenz zwischen den Klemmen 107 und 108 abnimmt. Wenn das Potential an der Klemme 108 höher wird als an der Klemme 107, dann fließt ein Strom in Pfeilrichtung 116, 118, 117, während die Kollektorströme durch die Transistoren 100 und 103 nahezu Null werden, da die Schaltung symmetrisch ausgebildet ist.It is assumed that the terminal 107 is at a higher potential than the terminal 108. then The base-emitter connections of NPN transistor 100 and PNP transistor 103 are in FIG a forward biased condition. Accordingly, a current flows through the impedance element 106 in the direction of arrow 111, 113, 112. In this state, the NPN transistor 101 and the PNP transistor 102 is off and therefore its collector currents are nearly zero. Assuming that the current 111, 113, 112 decreases as does the potential difference between the terminals 107 and 108 decreases. When the potential at terminal 108 is higher than that at terminal 107, a current flows in Arrow direction 116, 118, 117, while the collector currents through the transistors 100 and 103 are almost zero because the circuit is symmetrical.

Es wird jetzt eine andere bekannte Schaltung unter Bezugnahme auf Fig.2 beschrieben, in der gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 beschrieben sind. In F i g. 2 sind die Emitter von NPN-Transistoren 300 und 301 mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt 304 verbunden, und die Emitter von PNP-Transistoren 302 und 303 sind mit einem Verbindungspunkt 305 gemeinsam verbunden. Die Verbindungspunkte 304 und 305 sind miteinander über eine Impedanz 106 verbunden. Zueinander komplementäre Signale werden gleichzeitig an die Klemmen 107 und 108 angelegt. Der Strom fließt entweder in Pfeilrichtung 111, 318, 112 oder 116, 313, 117. Diese Schaltung arbeitet wte eine solche in Fig. 1 gezeigte Schaltung mit Ausnahme davon, daß die Schaltströme 313 und 318, welche durch das Impedanzelement 106 fließen, in derselben Richtung fließen, im Gegensatz zu den Strömen 113 und 118 in Fig. 1, die durch das Impedanzelement 106 in entgegengesetzten Richtungen fließen. Zum glatten Umschalten zwischen den leitenden und den gesperrten Zuständen werden die TransistorenAnother known circuit will now be described with reference to Fig. 2 in the same Components with the same reference symbols as in FIG. 1 are described. In Fig. 2 are the emitters of NPN transistors 300 and 301 connected to a common connection point 304, and the emitters of PNP transistors 302 and 303 are commonly connected to a connection point 305. the Connection points 304 and 305 are connected to one another via an impedance 106. Complementary to each other Signals are applied to terminals 107 and 108 at the same time. The current either flows in Direction of arrow 111, 318, 112 or 116, 313, 117. This Circuit operates as shown in FIG Circuit with the exception that the switching currents 313 and 318, which through the impedance element 106 flow, flow in the same direction, in contrast to the streams 113 and 118 in Fig. 1, which flow through the Impedance element 106 flow in opposite directions. For smooth switching between the conductive ones and the locked states are the transistors

ίο 300,301,302 und 303 geeignet angesteuert.ίο 300,301,302 and 303 controlled appropriately.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt, in der mit Ziffer 1 ein bekannter elektronischer Umschalter bezeichnet ist. Eine Steuersignalquelle 2 ist zwischen die Eingangsklemmen 107 und 108 geschaltet, die Ausgangsklemmen 109 und 115 der elektronischen Schaltung 1 sind mit der positiven und der negativen Klemme einer Spannungsquelle 6 verbunden, und die Ausgangsklemmen 114 und 110 sind über Widerstände 7 und 8 ebenfalls mit der positiven bzw. der negativen Klemme der Spannungsquelle 6 verbunden. Die Ausgangsklemme 114 ist mit der Basis eines PNP-Transistors 4 und die Ausgangsklemme 110 mit der Basis eines NPN-Transistors 5 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 4 und 5 sind gemeinsam mit einer Ausgangsklemme 3 verbunden. Die Emitter dieser Transistoren sind jeweils mit der positiven und der negativen Klemme der Spannungsquelle 6 verbunden. Wenn nun ein Strom von Klemme 109 nach Klemme 110 fließt, wird der Transistor 5 leitend und der Transistor 4 ist gesperrt. Wird mit der Ausgangsklemme 3 eine Last verbunden, dann fließt der Strom über die Last in die Klemme 3. In diesem Zustand kann eine logische Schaltung durch den Ausgang von der Klemme 3 direkt gesteuert werden, wenn die Kollektor-Emitter-Spannung Vce(sat) des Transistors 5 in dessen Sättigungszustand festgelegt wird. Wenn nun ein Strom von der Klemme Ii4 nach Klemme 115 fließt und so der Transistor 4 leitend wird, während der Transistor 5 gesperrt ist, fließt der Strom von Klemme 3 in die Last.The circuit according to the invention is shown in FIG. 3, in which the number 1 denotes a known electronic switch. A control signal source 2 is connected between the input terminals 107 and 108, the output terminals 109 and 115 of the electronic circuit 1 are connected to the positive and negative terminals of a voltage source 6, and the output terminals 114 and 110 are also connected to the positive via resistors 7 and 8 or the negative terminal of the voltage source 6 is connected. The output terminal 114 is connected to the base of a PNP transistor 4 and the output terminal 110 is connected to the base of an NPN transistor 5. The collectors of transistors 4 and 5 are commonly connected to an output terminal 3. The emitters of these transistors are connected to the positive and negative terminals of the voltage source 6, respectively. If a current flows from terminal 109 to terminal 110, transistor 5 becomes conductive and transistor 4 is blocked. If a load is connected to output terminal 3, the current flows through the load into terminal 3. In this state, a logic circuit can be controlled directly by the output from terminal 3 if the collector-emitter voltage Vce (sat) of the transistor 5 is set in its saturation state. If a current flows from terminal Ii4 to terminal 115 and so transistor 4 becomes conductive while transistor 5 is blocked, the current flows from terminal 3 into the load.

Es nehmen also die Transistoren 4 und 5 niemals gleichzeitig den leitenden Zustand an. Dementsprechend bestehen keine Möglichkeiten dafür, daß ein großer Strom beim Übergang von einem Zustand zu dem anderen gleichzeitig über die Transistoren 4 und 5 fließt. Es ist offensichtlich, daß die an die Klemmen 114 und 110 angeschlossene Schaltung in gleicher Weise an die Klemmen 109 und 115 angeschlossen werden kann, wobei ein Ausgangssignal entgegengesetzt zu dem an der Ausgangsklemme 3 erhalten wird (vgl. F i g. 4).The transistors 4 and 5 therefore never assume the conductive state at the same time. Accordingly there are no ways of having a large current in transition from a state to the other flows at the same time via the transistors 4 and 5. It is evident that the terminals 114 and 110 connected circuit can be connected in the same way to terminals 109 and 115, an output signal opposite to that at the output terminal 3 is obtained (see FIG. 4).

Daher kann die elektronische Schaltung auf viele Weisen verwendet werden wie etwa zur Verwendung mit einer logischen Schaltung, bei der ein invertiertes Signal oft erforderlich wird.Therefore, the electronic circuit can be used in many ways, such as for use with a logic circuit that often requires an inverted signal.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Transisior circuit for reversing the current direction in a consumer, which has a first NPN transistor and a first PNP transistor, which are connected to each other on the base side and on the collector side are each coupled to a terminal of a voltage source, as well as a second NPN transistor and a second PNP -Transistors, which are also connected to one another on the base side and are coupled to a terminal of the voltage source each on the collector side, the emitter of the first NPN transistor with that of the second PNP transistor and the emitter of the second NPN transistor with that of the first PNP transistor a first impedance is connected and the interconnected bases of the transistors are connected to one side and the other of a control signal input, characterized in that the collector of the second NPN transistor (101, 301) is connected to the associated terminal of the voltage source (6) via a second impedance (7) coupled and also to the base of a dri tten PNP transistor (4) is connected, the emitter of which is connected to this terminal of the voltage source, that the collector of the second PNP transistor (103, 303) is coupled to the associated terminal of the voltage source (6) via a third impedance (8) and is also connected to the base of a third NPN transistor (5), the emitter of which is connected to the associated terminal of the voltage source (6), and that the collectors of the third PNP transistor (4) and the third NPN transistor (5) together and are connected to an output terminal (3) for the consumer.

2. transistor circuit according to claim 1, characterized in that the collectors of the first NPN transistor (100, 300) and the first PNP transistor (102, 302) with the associated terminal connected to the voltage source (6) via a fourth (12) or fifth (13) impedance and also each connected to the base of a fourth NPN transistor (11) or fourth PNP transistor (10) are whose emitters are connected to the associated terminal of the voltage source and their collectors are connected to each other and to a second output terminal (9) for the consumer.